一种Mini-LED显示屏拼接显示驱动系统的制作方法

一种mini
‑
led显示屏拼接显示驱动系统
技术领域
1.本实用新型实施例涉及led显示技术，尤其涉及一种mini
‑
led显示屏拼接显示驱动系统。


背景技术：

2.mini
‑
led是在小间距led基础上，衍生出来的一种新型led显示技术，也被称为亚毫米发光二极管。它的晶粒尺寸大约在50到200微米，介于传统led和micro led之间，具有巨大的行业发展潜力。
3.mini
‑
led背光采用的是直下式led背光方式，大大缩小了led晶粒尺寸。它具有区域亮度可调、高显色性、高对比度等优点。同时，厚度更薄、更省电、可弯曲等特性，也让它的应用更加灵活。
4.但是由于受限于成本因素，目前mini
‑
led只能做到10mm*10mm这个尺寸，最能体现mini
‑
led显示技术的大屏幕受限于成本或者良品率因素难以得到推广应用。
5.基于此，本技术提出一种mini
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led显示屏拼接显示驱动系统及驱动显示方法来解决mini
‑
led的大屏显示的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种mini
‑
led显示屏拼接显示驱动系统，以实现使显示数据在多个mini
‑
led显示屏拼接显示。
7.本实用新型实施例提供了一种mini
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led显示屏拼接显示驱动系统，包括：存储模块、控制模块和mini
‑
led显示模块，
8.所述存储模块用于提供显示数据；
9.所述控制模块用于将所述显示数据处理成显示信号并发送给mini
‑
led显示模块；
10.所述mini
‑
led显示模块接收所述显示信号来控制mini
‑
led显示屏显示。
11.可选的，所述控制模块包括显示数据处理单元、缓存单元、rgb数据处理单元和显示模块驱动单元；
12.所述显示数据处理单元用于从所述存储模块中读取显示数据，并将读取的数据和地址传输到所述缓存单元；
13.所述缓存单元用于把显示数据处理单元传出的连续数据流写入到所述缓存单元中进行缓存，并输出数据；
14.所述rgb数据处理单元接收缓存单元中输出的数据，对所述数据进行逻辑处理，将数据流、锁存信号和时钟信号传出；
15.所述显示模块驱动单元用于生成显示模块驱动显示所需的时钟和数据读入信号。
16.可选的，所述mini
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led显示模块为多个mini
‑
led显示单元拼接而成的，所述mini
‑
led显示单元为多个。
17.可选的，所述mini
‑
led显示单元为两个、三个、六个或八个。
18.可选的，所述rgb数据处理单元对所述mini
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led显示模块的每个像素点的rgb数据进行传输，通过寄存器去遍历所述mini
‑
led显示模块的每个像素点的地址位置，并对相应的地址进行rgb数据的传输。
19.可选的，还包括亮度调节单元，所述亮度调节单元用于将缓存单元中输出的16bit色彩数据按照显示模块驱动单元要求进行位拓展，并实现亮度调节功能。
20.可选的，还包括选择单元，所述选择单元用于对所述驱动单元传出的数据信号和rgb信号进行处理输出。
21.可选的，还包括时钟信号调节单元，所述时钟信号调节单元用于将外部时钟进行分频，传输给所述控制模块中的不同单元。
22.可选的，所述显示数据处理单元利用spi通信传输协议从存储模块中读取显示数据文件，并将读取的数据和地址输送到缓存模块。
23.可选的，所述存储模块为内存卡，存储模块中的提供显示数据文件格式为.bin二进制文件格式。
24.本实用新型实施例公开了一种mini
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led显示屏拼接显示驱动系统通过显示数据处理单元从存储模块中读取显示数据，并将读取的数据和地址传输到缓存单元，rgb数据处理单元接收缓存单元中输出的数据，对所述数据进行处理，将数据流、锁存信号和时钟信号传出，驱动单元接收rgb数据处理单元输出的数据流、锁存信号和时钟信号，对其处理，生成mini
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led屏驱动芯片的时钟以及数据读入信号，最终可使显示数据在多个mini
‑
led显示屏拼接显示，本技术的技术方案解决了mini
‑
led的大屏显示的问题。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例一中的mini
‑
led显示屏拼接显示驱动系统的结构示意图。
26.图2是本实用新型实施例一中的控制模块的结构示意图。
27.图3是本实用新型实施例一中的spi通信传输协议流程图。
28.图4是本实用新型实施例一中的显示数据读取流程图。
29.图5是本实用新型实施例一中的状态机实现驱动单元不同状态的指令流程图。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
31.在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
32.此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步
骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一模块为第二模块，且类似地，可将第二模块称为第一模块。第一模块和第二模块两者都是模块，但其不是同一模块。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
33.实施例一
34.图1为本技术实施例提供的mini
‑
led显示屏拼接显示驱动系统的结构示意图，包括：存储模块1、控制模块2和mini
‑
led显示模块3，所述存储模块1用于提供显示数据，所述控制模块2用于将所述显示数据处理成显示信号并发送给mini
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led显示模块3，所述mini
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led显示模块3接收所述显示信号来控制mini
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led显示屏显示，所述mini
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led显示模块3由两个或三个mini
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led显示单元拼接而成，具体地，所述显示单元为分辨率为135*120，led芯片大小为100微米，led芯片之间的间距尺寸为680微米的mini
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led显示屏。
35.本实施例中，存储模块1可以为内存卡，优选地为micro sd卡，本实施例采用micro sd卡，更利于节省空间。具体地，所述存储模块1还包括随机存储器sdram，sdram基于双存储体结构，控制模块2从一个存储体访问数据时，另一个存储体已为读写数据做好了准备，这样读取效率得到成倍的提高，随机存储器sdram通过时钟信号的同步，同时可以组成数据切换区，采用乒乓逻辑，使读写同时进行，保证了数据能高速传输。
36.在本实施例中，如图2所示，所述控制模块2包括显示数据处理单元21、缓存单元22、亮度调节单元23、rgb数据处理单元24、选择单元25、时钟信号调节单元26、显示模块驱动单元27。
37.具体地，本实施例中的存储模块1中存储的显示数据可以为图片或者视频，由于视频的比图片的显示处理要复杂，所以示例性的，本技术存储模块1以存储八个不同的视频文件来阐述本实施例。所述显示数据处理单元21用于从存储模块1中读取所述八个不同的视频文件，并将读取的数据和地址传输到缓存单元22。具体地，存储模块1中存储的视频文件格式为.bin二进制文件格式，存储模块1中参加计算的显示数据都是用二进制无格式储存起来的，因为使用二进制储存文件更快捷。存储模块1中存储的视频文件的分辨率是根据显示模块的显示需要分辨率进行裁剪的，比如，当为两个mini
‑
led屏拼接时，存储模块1中视频文件的分辨率就裁剪为135
×
240；当三个mini
‑
led屏拼接时，存储模块1中视频文件的分辨率就裁剪为135
×
360；当六个mini
‑
led屏拼接时，存储模块1中视频文件的分辨率就裁剪为135
×
720；当八个mini
‑
led屏拼接时，存储模块1中视频文件的分辨率就裁剪为135
×
960。
38.如图3和图4所示，所述显示数据处理单元21利用spi通信传输协议从内存卡中读取显示数据(根据开关单元switch来控制读取显示数据)，并将读取的数据和地址输送到缓存模块。
39.具体地，显示数据处理单元21包括如下信号端口：rstn、clk、sw、sd_clk、sd_cs、sd_datain、sd_dataout、bton。rstn信号端口用于低电平复位，所述clk信号端口作用为用于调节控制模块2时钟和频率，详细地，其频率是50mhz；所述sw信号端口作用为用于同步后的switch信号和切换显示数据文件；所述sd_clk信号端口作用为送到sd card的时钟信号，
详细地，其频率是50mhz；所述sd_cs信号端口作用为送到sd card的片选信号，详细地，所述信号低有效；所述sd_datain信号端口作用为写入数据sd卡的数据信号、所述sd_dataout信号端口作用为从sd卡读数据的数据信号、所述bton信号端口作用为来接收自遥控器按键控制信号。所述缓存单元22可以为ram，其主要是对控制模块2中的缓存单元22的资源的调用来实现sd卡读取数据的缓存。利用缓存单元22来实现每帧135
×
240分辨率画面的缓存，可以保证数据的稳定传输。调用控制模块2中的缓存单元22优势是保证数据的传输更加稳定以及时序控制更加有保证。
40.在本实施例中，以两个、四个、六个和八个显示屏拼接为例进行说明，在一个实施例中，当所述驱动系统要处理的是两个mini
‑
led屏的拼接显示时，所述显示模块包括第一显示模块和第二显示模块。其中的缓存单元22数量为32个，其中每个ram最大有18kb的容量。其中每个ram最大有18kb的容量来存储分辨率为135
×
240，色彩为16bit，大小每帧512kb视频数据。所述缓存单元22用于把显示数据处理单元21传出的连续数据流写入缓存单元22中进行缓存，并将在另一个通道输出数据流；所述连续数据流和输出的数据流为分辨率为135
×
240，大小为每帧512kb，色彩为16bit的视频数据。进一步，显示数据从sd卡里面读取出来之后，将一帧135
×
240分辨率所有像素点的数据地址按照135
×
30模块进行切分并分别存放到8个缓存单元22里面。前4个缓存单元22的数据输出到第一显示模块进行显示，后4个缓存单元22的数据输出到第二显示模块进行显示。
41.在另一个实施例中，当所述驱动系统要处理的是三个mini
‑
led屏的拼接显示时，所述显示模块包括第一显示模块、第二显示模块和第三显示模块。其缓存单元22数量为48个，其中每个ram最大有18kb的容量。其中每个ram最大有18kb的容量来存储分辨率为135
×
360，色彩为16bit，大小每帧768kb视频数据。所述缓存单元22用于把显示数据处理单元21传出的连续数据流写入缓存单元22中进行缓存，并将在另一个通道输出数据流；所述连续数据流和输出的数据流为分辨率为135
×
360，大小为每帧768kb，色彩为16bit的视频数据。进一步，显示数据从sd卡里面读取出来之后，将一帧135
×
360分辨率所有像素点的数据地址按照135
×
30模块进行切分并分别存放到12个缓存单元22里面。前4个缓存单元22的数据输出到第一显示模块进行显示，中间的4个缓存单元22的数据输出到第二显示模块进行显示，后4个缓存单元22的数据输出到第三显示模块进行显示。
42.在另一个实施例中，当所述驱动系统要处理的是六个mini
‑
led屏的拼接显示时，所述显示模块包括第一显示模块、第二显示模块
…
第六显示模块。其缓存单元22数量为96个，其中每个ram最大有18kb的容量。其中每个ram最大有18kb的容量来存储分辨率为135
×
720，色彩为16bit，大小每帧1536kb视频数据。所述缓存单元22用于把显示数据处理单元21传出的连续数据流写入缓存单元22中进行缓存，并将在另一个通道输出数据流；所述连续数据流和输出的数据流为分辨率为135
×
720，大小为每帧1536kb，色彩为16bit的视频数据。进一步，显示数据从sd卡里面读取出来之后，将一帧135
×
720分辨率所有像素点的数据地址按照135
×
30模块进行切分并分别存放到个缓存单元22里面。前4个缓存单元22的数据输出到第一显示模块进行显示
…
后4个缓存单元22的数据输出到第六显示模块进行显示。
43.在另一个实施例中，当所述驱动系统要处理的是八个mini
‑
led屏的拼接显示时，所述显示模块包括第一显示模块、第二显示模块
…
第八显示模块。其缓存单元22数量为128个，其中每个ram最大有18kb的容量。其中每个ram最大有18kb的容量来存储分辨率为135
×
960，色彩为16bit，大小每帧2048kb视频数据。所述缓存单元22用于把显示数据处理单元21传出的连续数据流写入缓存单元22中进行缓存，并将在另一个通道输出数据流；所述连续数据流和输出的数据流为分辨率为135
×
9600，大小为每帧2048kb，色彩为16bit的视频数据。进一步，显示数据从sd卡里面读取出来之后，将一帧135
×
960分辨率所有像素点的数据地址按照135
×
30模块进行切分并分别存放到个缓存单元22里面。前4个缓存单元22的数据输出到第一显示模块进行显示
…
后4个缓存单元22的数据输出到第八显示模块进行显示。
44.具体地，缓存单元22包括如下信号端口：用于接收rama的时钟信号的clka信号端口，所述时钟信号频率为10mhz；用于接收ramb的时钟信号的clkb信号端口，所述时钟信号频率为10mhz；用于接收rgb数据处理单元24送出的读取数据信号地址的addra信号端口；用于接收显示数据处理单元21送出的数据信号存放地址的addrb信号端口；用于接收sd卡读取的8bit数据的dib信号端口；用于接收复位和低电平复位的rst信号端口；用于接收rgb数据处理单元24传进addra的地址，读取对应地址的16bit数据doa进行输出的doa信号端口。
45.具体地，所述亮度调节单元23用于将缓存单元22中输出的16bit色彩数据按照显示模块驱动单元27要求进行位拓展，并实现亮度调节功能。
46.亮度调节单元23的亮度调节功能实现，其主要方法是对输入的按键信号进行检测，根据按键信号利用状态机实现亮度状态的切换。输入信号中inc为增加亮度等级的信号，dec为减小亮度等级信号。
47.在每个clk时钟上升沿，都会检测inc、dec信号的输入情况。当检测到按键信号有效时(inc，dec为高电平有效)，亮度状态adj_state就发生改变。当inc信号为高电平，则亮度就会提升到上一个状态。当dec信号为高电平时，则量的会降低到下一个状态。当没有检测到按键有效信号时，亮度会保持在当前状态。
48.亮度改变的主要逻辑，将d_o[47:0]rgb数据位前移就行，分别将r、g、b的数据位向前移一个位，亮度就会提升一个等级。将数据位往后移一位，亮度数据就会降低一个等级。利用状态机对亮度等级进行切换，则实现亮度的改变。
[0049]
在本实施例中，所述亮度调节单元23包括如下信号端口：ir_rx信号端口、rstn信号端口、doa信号端口、inc信号端口、dec信号端口、led指示灯信号端口和d_o信号端口。
[0050]
ir_rx信号端口用于接收红外遥控器输出的亮度控制信号；rstn信号端口用于接收复位信号，具体地，低电平有效；doa信号端口用于接收输入的数据信号；inc信号端口用于接收增加亮度等级的按键信号，每一个信号改变一次亮度；dec信号端口用于接收减小亮度等级的按键信号，每一个信号改变一次亮度；led指示灯信号端口,在行扫描模式下，每出一个脉冲，扫描下一行；d_o信号端口用于接收调整后的数据信号，进一步的，将其位宽增加到48位；
[0051]
所述rgb数据处理单元24，对rgb数据进行逻辑处理，将数据流、锁存信号和时钟传出。
[0052]
所述rgb数据处理单元24对分辨率为135
×
240或者135
×
360mini
‑
led屏幕的每个像素点的rgb数据进行传输，通过adr_ic_r、adr_port_r、adr_line_r等寄存器去遍历每个像素点的地址位置，并对相应的地址进行rgb数据的传输。
[0053]
具体的，135
×
240个像素点分为8个135
×
30像素点模块并行输出控制，135
×
360个像素点分为12个135
×
30像素点模块并行输出控制，其中每个135
×
30分别由9个显示模
块驱动单元27进行控制，每个显示模块驱动单元27控制15ports和30lines。
[0054]
rgb数据处理单元24实现方式是并行对8个或者12个135
×
30像素点模块进行数据传输，通过时钟clk对每个像素点进行rgb数据的读取。利用cnt_r作为计数器，对每个像素点的rgb数据串行输出，每计时一个cnt_r，将gs_r[47:0]寄存器中的gs_r[46:0]和gs_r[47]进行级联，也就是将最后一位放置第一位，同时每个cn_t都会读取gs_r[47]的数据。当cnt_r＝47时，该像素点的rgb数据gs_r全部传出，再切换至下一个像素点进行。以此进行下去，直至每个显示模块驱动单元27的每个点的数据都传出。
[0055]
当cnt_r＝46时，则会将下一个像素点的地址以addra信号传给缓存单元22，缓存单元22则会根据这个地址将对应的rgb数据信号gs_r传出。再经过亮度调节单元23传中到rgb数据处理单元24进行读取，以此循环进行下去。
[0056]
在本实施例中，将每9个显示模块驱动单元27读完(adr_ic_r＝＝3'h0)的时候，将plat_r拉高，将数据进行锁存，然后继续进行数据的读取。
[0057]
在本实施例中，rgb数据处理单元24包括如下信号端口：用于接收调整好对应显示模块的灰度数据信号的d_gs信号端口；用于接收复位信号的rstn信号端口；用于接收时钟信号的clk信号端口；用于接收下一帧数据信号的地址信号的addra信号端口；用于接收锁存信号的plat信号端口；用于接收驱动单元时钟信号的pclk信号端口；用于接收第一显示模块的数据信号的da信号端口；用于接收第二显示模块的数据信号的db信号端口，以及若是三屏拼接显示，则还包括用于接收第三显示模块的数据信号的dc信号端口，
[0058]
所述选择单元25用于对所述驱动单元传出的数据信号和rgb信号进行选择处理输出。
[0059]
所述时钟信号调节单元26用于将外部时钟进行分频，传输给所述控制模块2中的不同单元。本实施例中，每个时钟都与相关信号的触发有关。控制模块2中的每个单元的时钟都跟信号的指令，以及内部状态有密切关系。对于整个控制模块2中输出输入的时钟来说，输入clk时钟就是控制模块2时钟，关系到整个控制模块2的信号传输，因为控制模块2中大部分都是时序电路。输出的时钟，dclk主要是显示模块驱动单元27所需要的时钟信号，控制着驱动单元内部的信号传输。
[0060]
在本实施例中，使用mini
‑
led全彩驱动单元对每个led芯片进行定址、独立的电流驱动，从而显示成像。所述显示模块驱动单元27接收rgb数据处理单元24输出的数据流、锁存信号和时钟信号，对其处理，生成mini
‑
led屏驱动芯片的时钟以及数据读入信号。
[0061]
所述显示模块驱动单元27主要包括数据读取时钟dclk，数据读取信号sdi，控制模块2复位信号rstn，调试信号fs以及le(logic elements)。所述显示模块驱动单元27实现的主要逻辑思想是，根据dclk时钟产生计数器cnt_r，计数器来实现驱动单元的命令要求。
[0062]
通过cnt_r计时器，实现“前置设定”控制指令，即写入状态缓存器指令需要先送出le包14个时钟dclk上升沿的“前置设定”控制指令。接下来的状态缓存器都要利用cnt_r去实现将数据存进缓存器。
[0063]
所述驱动单元中，其通过状态机来实现驱动单元不同状态的指令，其指令流程如图5所示。驱动单元总共包含9组48bit状态缓存器，其中3组为全局状态缓存器，以global
‑
1、global
‑
2、global
‑
3来表示，另外6组为局部状态缓存器，以r
‑
1、r
‑
2、g
‑
1、g
‑
2、b
‑
1、b
‑
2来表示，每组状态缓存器又分成3个16bit状态缓存器。
[0064]
在本实施例中，显示模块驱动单元27包括如下信号端口：用于接收数据读取时钟信号的dclk信号端口；用于接收数据读取信号的sdi信号端口；用于接收复位信号的rstn信号端口；用于接收调试信号和le(logic elements)的fs信号端口。
[0065]
在本实施例中，本实施例中还包括红外接收模块，所述红外接收模块用于接收红外遥控器发送的远程控制信号，将信号传入所述显示数据处理单元21和所述亮度调节单元23。
[0066]
在本实施例中，所述红外接收模块接收遥控器发出的信号，将信号传入显示数据处理单元21和亮度调节单元23。其包括三个信号端口，ir_rx信号端口，红外接收信号；bton1信号端口，视频切换功能；bton2信号端口，亮度调节信号。所述红外接收模块使用3.3v工作电压，可接受红外遥控器远程8～10米的遥控。
[0067]
具体地，通过所述红外遥控器的远程控制对显示模块进行远程遥控控制，红外接收模块接收红外遥控器发送的远程控制信号，通过串行通信接口发送给控制模块2，控制模块2在对远程控制信号处理后通过所述显示模块驱动单元27对mini
‑
led显示屏的显示参数例如亮度、色度等进行调试。
[0068]
本实施例中红外遥控器的键盘可以为至少有16个，led指示灯包括6个调整位指示灯和一个红外发射信号指示灯，键盘包括“0～9”10个节目按键，确认、指令位、 键、
‑
键、暂停和复位6个功能键，按键0～9可播放相应的文件，按键 可提高播放速率，按键
‑
可减小播放速率，按暂停键暂停后，再次按暂停键可继续。
[0069]
本实施例的技术方案，通过mini
‑
led显示屏拼接显示驱动系统包括红外接收模块接收红外遥控器发送的远程控制信号，解决了显示屏调试复杂的问题，达到了可远程和简便调试的效果。
[0070]
在本实施例中，本实施例中还包括开关模块，所述开关模块用来控制所述显示数据处理单元21对所述存储模块1中的显示数据进行选择性的读取。通过对开关模块的调节来实现不同的功能，并通过设置的led指示灯来显示运行状态和调节结果的有效实现。所述开关模块包括开关单元(switch)和按钮单元(button)，所述开关单元用于实现对于存储模块1中的显示数据进行切换挑选，所述按钮单元分三个等级对显示模块的亮度进行调节，其包括第一按钮单元和第二按钮单元，所述第一按钮单元三个亮度等级的调节，触发一次，提高一个等级，直至最高亮度等级；所述第二按钮单元进三个亮度等级的调节，触发一次，降低一个等级，直至最低亮度等级。
[0071]
详细的，本实施例通过红外遥控器来对实现对亮度调节单元23的亮度调节功能，所述亮度调节单元23的亮度调节功能实现其主要方法是对输入的按键信号进行检测，根据按键信号利用状态机实现亮度状态的切换。
[0072]
本实用新型实施例公开了一种mini
‑
led显示屏拼接显示驱动系统该系统通过读取以及处理存储模块中的显示数据，将信号传输至mini
‑
led的驱动芯片中，最终可以使显示数据在多个mini
‑
led显示屏拼接显示，解决了mini
‑
led的大屏显示的问题。
[0073]
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离
本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。